(57)【要約】【課題】  クラッチ解放時、従駆動輪に対し制動方向に作用するクラッチ引き摺りトルクを小さく抑え、良好な低μ路走行性能を確保することができる四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置を提供すること。【解決手段】  モーター４と、該モーター４と共に回転するモータ側回転部材と従駆動輪と共に回転する従駆動輪側回転部材との締結解放を切り換え可能な湿式多板クラッチ１２と、を有する従駆動輪駆動ユニットを備えた四輪駆動車において、前記湿式多板クラッチ１２の解放時であって、クラッチ引き摺りトルクが大きいとき、前記モータ側回転部材の回転方向を、前記従駆動輪側回転部材の回転方向に対応する方向に回転させるように、前記モーター４を駆動制御するモーター制御手段を設けた。【選択図】        図４
2005349916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モーターと、該電動モーターと共に回転するモータ側回転部材と従駆動輪と共に回転する従駆動輪側回転部材との締結解放を切り換え可能なクラッチと、を有する従駆動輪駆動ユニットを備えた四輪駆動車において、
前記クラッチの解放時であって、クラッチ引き摺りトルクが大きいとき、前記モータ側回転部材の回転方向を、前記従駆動輪側回転部材の回転方向に対応する方向に回転させるように、前記電動モーターを駆動制御するモーター制御手段を設けたことを特徴とする四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置において、
前記モーター制御手段は、モータ側回転部材の回転数と従駆動輪側回転部材の回転数との回転数差が小さくなるように前記電動モーターの駆動制御を行うことを特徴とする四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置において、
前記モーター制御手段は、モータ側回転部材の回転数と従駆動輪側回転部材の回転数とが同一回転数になるように前記電動モーターの駆動制御を行うことを特徴とする四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載された四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置において、
前記モーター制御手段は、クラッチ解放状態で、主動力源によって駆動される主駆動輪と、電動モーターによって駆動される従駆動輪との回転数差が、所定回転数差以上となった場合に引き摺りトルクが大きいと判定することを特徴とする四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載された四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置において、
前記回転数差条件の成立によりモーター制御手段により電動モーターの駆動制御を開始した場合、主駆動輪と従駆動輪との回転数差が所定の回転数差以上である状態がモーター制御開始から所定時間以上継続すると、解放状態である前記クラッチを締結するクラッチ制御手段を設けたことを特徴とする四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載された四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置において、
前記回転数差条件の成立によりモーター制御手段により電動モーターの駆動制御を開始した場合、主駆動輪と従駆動輪との回転数差が所定の回転数差以上である状態がモーター制御開始から所定時間以上継続すると、解放状態である前記クラッチの締結を運転者に促す報知手段を設けたことを特徴とする四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至３の何れか１項に記載された四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置において、
前記モーター制御手段は、従駆動輪駆動ユニット内に充填された潤滑油の粘度が高い場合に引き摺りトルクが大きいと判定することを特徴とする四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載された四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置において、
前記モーター制御手段は、潤滑油温度検出手段からの潤滑油温度に基づいて潤滑油粘度を検出することを特徴とする四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載された四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置において、
前記四輪駆動車は、主駆動輪をエンジンにより駆動し、従駆動輪を電動モーターにより駆動し、前記電動モーターは、前記エンジンにより駆動される発電機にて発電される電気エネルギーによって駆動されるモーター四輪駆動車であることを特徴とする四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載された四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置において、
前記発電機は、回転子に界磁巻線と永久磁石とを備え、
前記モーター制御手段によりモータ側回転部材を従駆動輪側回転部材の回転に対応する方向に回転させる制御が行われているとき、発電電力を制御する電流を前記界磁巻線に対し供給しない制御を行う発電電力制御手段を設けたことを特徴とする四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従駆動輪の動力源として設けられた電動モーターと、２ＷＤ走行時に従駆動輪フリクションの低減を目的として解放するクラッチと、を有する従駆動輪駆動ユニットを備えた四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主駆動輪をエンジンにより駆動し、従駆動輪を電動モーターにより駆動し、前記電動モーターは、前記エンジンにより駆動される発電機にて発電される電気エネルギーによって駆動されるモーター四輪駆動車において、前記電動モーターを有する従駆動輪駆動ユニットに、前記電動モーターと共に回転するモータ側回転部材と、前記従駆動輪と共に回転する従駆動輪側回転部材と、の締結解放を切り換え可能な湿式クラッチを設け、４ＷＤ走行時には湿式クラッチを締結し、２ＷＤ走行時には従駆動輪フリクションの低減を目的として湿式クラッチを解放するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１５６０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のモーター四輪駆動車にあっては、例えば、従駆動輪駆動ユニットに充填されている潤滑油の油温が低いとき、潤滑油粘度が高くなり、湿式クラッチを解放しての２ＷＤ選択時、湿式クラッチの引き摺りトルクによりモータ側回転部材が従駆動輪側回転部材の回転に連れ回ることになるため、モータ側回転部材と連れ回るギアの攪拌抵抗や電動モーターの連れ回り抵抗等により従駆動輪に負荷を与えることになり、例えば、低μ路走行性能が低下してしまう、という問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、クラッチ解放時、従駆動輪に対し制動方向に作用するクラッチ引き摺りトルクを小さく抑え、良好な低μ路走行性能を確保することができる四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、電動モーターと、該電動モーターと共に回転するモータ側回転部材と従駆動輪と共に回転する従駆動輪側回転部材との締結解放を切り換え可能なクラッチと、を有する従駆動輪駆動ユニットを備えた四輪駆動車において、
前記クラッチの解放時であって、クラッチ引き摺りトルクが大きいとき、前記モータ側回転部材の回転方向を、前記従駆動輪側回転部材の回転方向に対応する方向に回転させるように、前記電動モーターを駆動制御するモーター制御手段を設けた。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明の四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置にあっては、クラッチの解放時であって、クラッチ引き摺りトルクが大きいとき、モーター制御手段において、モータ側回転部材の回転方向を、従駆動輪側回転部材の回転方向に対応する方向に回転させるように、電動モーターが駆動制御される。例えば、潤滑油温が極低油温で粘度が高いとき、従駆動輪駆動ユニットに設けられた電動モーターを用い、クラッチのモータ側回転部材と従駆動輪側回転部材の相対回転数差を小さく抑えたり、または、相対回転数差を無くす制御が行われることで、潤滑油粘度と相対回転差により決まるクラッチ引き摺りトルクが小さく抑えられる。この結果、クラッチ解放時、従駆動輪に対し制動方向に作用するクラッチ引き摺りトルクを小さく抑え、良好な低μ路走行性能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例５に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の従駆動輪駆動ユニット制御装置が適用されたモーター四輪駆動車（四輪駆動車の一例）を示す全体システム図であり、左右前輪1L,1R（主駆動輪）が内燃機関であるエンジン２によって駆動され、左右後輪3L,3R（従駆動輪）がモーター４（電動モーター）によって駆動可能な前輪駆動ベース車両の例である。すなわち、トランスファーやプロペラシャフトを持たず４ＷＤ機能を軽量・コンパクトに実現させた４ＷＤシステムとし、２ＷＤ車と同様の広い足元空間を確保し、かつ、４ＷＤ作動を発進時と前輪スリップ時等の必要時に限ることで燃費の悪化を最小限に抑えている。
【０００９】
前記エンジン２の出力トルクが、変速機&デフギア５を介して左右前輪1L,1Rに伝達されるようになっている。また、エンジン２の出力トルクの一部は、無端ベルト６を介してジェネレーター７（発電機）に伝達される。e-4WDコントロールユニット８によって制御されるジェネレーター７が発電した電力は、パワーケーブル９ａ，９ｂを介してモーター４に供給可能になっている。そのパワーケーブル９ａ，９ｂの途中位置には、電力遮断リレーを有するジャンクションボックス１０が設けられている。前記モーター４の駆動トルクは、ファイナルドライブ１１を介して左右後輪3L,3Rに伝達可能になっている。なお、前記モーター４と前記ファイナルドライブ１１により、後輪駆動ユニットRT（従駆動輪駆動ユニット）が構成される。
【００１０】
前記ジェネレーター７は、界磁巻線と永久磁石とを備え、無端ベルト６を介して伝達された回転エネルギーを電気エネルギーに変換し、e-4WDコントロールユニット８からの発電指令に応じた電力をモーター４へ伝達する。詳しい説明は後述する。
【００１１】
前記ジャンクションボックス１０は、内蔵したモニター回路により通電電流、ジェネレーター電圧、モーター電圧（逆起電圧）をリアルタイムに監視し、システム制御信号及びフェイルセーフ判断信号をe-4WDコントロールユニット８に伝達し、大容量の電力遮断リレーにて電源のON/OFFを行う。
【００１２】
前記パワーケーブル９ａ，９ｂは、ジャンクションボックス１０を介してジェネレーター７とモーター４を電気的に接続し、左右後輪3L,3Rを駆動する電力を伝達する。なお、パワーケーブル９ａ，９ｂは、前記ジャンクションボックス１０と共に車室内空間を犠牲にしない室外レイアウトとしている。
【００１３】
前記モーター４は、パワーケーブル９ｂを介して供給された電力により駆動力を発生する。モーター４の回転方向は、e-4WDコントロールユニット８から界磁巻線ハーネスを介して界磁巻線へ流す電流の向きを制御することにより制御する。このモーター４のモーター軸は、ファイナルドライブ１１に連結されていて、回転力をファイナルドライブ１１に伝達する。なお、モーター４の内部にはサーミスタが設置してあり、e-4WDコントロールユニット８でモーター４の温度を監視している。また、モーター４としては、直流モータだけでなく交流モーターを採用することも可能であり、交流モーターの場合は、前段に交流変換を行うインバータを用いるが、インバータのスイッチングを制御することで、モーターの回転方向を制御する。
【００１４】
前記ファイナルドライブ１１は、湿式多板クラッチ１２（クラッチ）と、電磁クラッチ１３と、ギア減速機１４と、ディファレンシャルギア１５を有し、４ＷＤ走行時には湿式多板クラッチ１２を係合し、２ＷＤ走行時には湿式多板クラッチ１２を解放することにより後輪フリクションの低減を図っている。このファイナルドライブ１１の詳しい説明は後述する。
【００１５】
前記e-4WDコントロールユニット８は、4WDスイッチ２０により「４ＷＤ」が選択されているとき、必要に応じて４ＷＤ制御を行う制御手段である。このe-4WDコントロールユニット８には、4WDスイッチ２０からのスイッチ信号、ＡＢＳコントロールユニット２１からの４輪の各車輪速信号、自動変速機コントロールユニット２２からのシフト位置信号、エンジンコントロールユニット２３からのアクセル開度信号、等が入力される。e-4WDコントロールユニット８では、入力情報に基づいて演算処理を行い、ジェネレーター７に対してジェネレーター制御指令、湿式多板クラッチ１２に対してクラッチ制御指令、モーター４に対してモーター制御指令、ジャンクションボックス１０に対してリレー制御指令、をそれぞれ出力する。なお、e-4WDコントロールユニット８には、上記入力情報以外に、油温センサ２７（潤滑油温検出手段）からのセンサ信号が入力される。
【００１６】
前記e-4WDコントロールユニット８での制御概要を説明すると、4WDスイッチ２０により「４ＷＤ」が選択されている時に発進から必要に応じて４ＷＤ制御を行う。つまり、e-4WDコントロールユニット８では、「４ＷＤ」の選択時で、かつ、発進時または前輪スリップ時には、最適な後輪駆動トルクを演算し、そのトルクが得られるようにジェネレーター７と湿式多板クラッチ１２とモーター４とをそれぞれ制御する。このとき、e-4WDコントロールユニット８とエンジンコントロールユニット２３との間ではＣＡＮ通信（Controller Area Network通信）が行われ、エンジン出力を調整し、４ＷＤらしい安心感のある走行を確保している。また、前輪スリップの発生に伴い４ＷＤ制御を開始した後、左右前輪1L,1Rのスリップが収まると、ジェネレーター７の発電を停止し、後輪駆動ユニットRTの湿式多板クラッチ１２を切り離して２ＷＤ状態にする。
【００１７】
一方、4WDスイッチ２０により「２ＷＤ」が選択されている時は、ジャンクションボックス１０の電力遮断リレーを遮断することでモーター４を停止すると共に、クラッチ制御電流を非通電とすることで湿式多板クラッチ１２を切り離し、エンジン２のみによって左右前輪1L,1Rのみを駆動する二輪駆動状態で走行するように構成されている。なお、システムに異常が発生した場合には、コンビネーションメーター２４内の4WD警告灯２５を点灯させて異常を知らせる。さらに、４ＷＤ走行時には、4WD表示灯２６を点灯させて４ＷＤ走行中であることをドライバーに知らせる。
【００１８】
図２は巻線界磁型で永久磁石内蔵のジェネレーター７の構成を表す。
前記ジェネレーター７は、図２に示すように、回転子コイル７０（界磁巻線）と永久磁石７１とを備え、エンジン２のトルクによってプーリー７３を介して回転子シャフト７４が回転駆動され、回転子鉄心７５に発生している磁束が回転磁界となり、ステータ７７に誘導起電力を生じさせることで発電を行っている。
前記回転子鉄心７５に発生する磁束には、発電機界磁巻線ハーネス７２からスリップリング７６を経て回転子コイル７０に流れる界磁電流により回転子鉄心７５に生じる磁束と、回転子鉄心７５の間に埋め込まれた永久磁石７１により回転子鉄心７５に生じる磁束がある。回転子鉄心７５に流れる界磁電流が多くなると、回転子鉄心７５に生じる磁束も多くなり、ジェネレーター７が発電する発電電力を増加させることができる。一方で、界磁電流を通電しない状態でも、永久磁石７１が回転子鉄心７５に生じる磁束により、ジェネレーター７は僅かに発電を行う。
そして、前記ステータ７７に生じた誘導起電力は、整流回路７８にて整流されてパワーケーブル９ａ，９ｂを介してモーター４へ発電した電力を供給する。
【００１９】
図３は実施例１の従駆動輪駆動ユニット制御装置が適用されたモーター四輪駆動車のファイナルドライブ１１を示す断面図である。
前記ファイナルドライブ１１は、ファイナルドライブケース４０内に、モータ軸が連結される入力ギア軸４１と、中間ギア軸４２と、ドライブギア４３を入力とし左右の後輪ドライブシャフトを出力とするディファレンシャルギア１５と、の３軸が互いに平行に配置されている。なお、このファイナルドライブケース４０内には、クラッチ類やギア類の潤滑性を確保し温度上昇を防止するため、ギアの一部が浸漬するレベルまで潤滑油が封入されている。前記油温センサ２７は、この潤滑油の温度を計測するためのセンサである。
【００２０】
前記入力ギア軸４１には、モーター側端部にモーター４のモーター軸挿入部４１ａを有し、モーター側端部とは反対側の端部に第１ギア部４１ｂを有する。
前記中間ギア軸４２には、前記第１ギア部４１ｂと噛み合う第２ギア４２ａが設けられると共に、ドライブギア４３と噛み合う第３ギア部４２ｂを形成している。
前記ディファレンシャルギア１５は、ファイナルドライブケース４０に対し回転可能に支持されたデフケース１５ａと、前記第３ギア部４２ｂと噛み合うドライブギア４３との間に湿式多板クラッチ１２を介装させている。そして、前記デフケース１５ａと、該デフケース１５ａと一体に回転するピニオンメートシャフト１５ｂと、該ピニオンメートシャフト１５ｂに設けられたピニオン１５ｃと、該ピニオン１５ｃに噛み合うと共に左右の後輪ドライブシャフトがスプライン嵌合される左右のサイドギア１５ｄ，１５ｅと、を有して構成されている。
【００２１】
前記湿式多板クラッチ１２は、前記ドライブギア４３に一体固定したクラッチドラム４３ａと前記デフケース１５ａとの間に介装した第１クラッチプレート１２ａと、該第１クラッチプレート１２ａの一端部を支持するストッパリング１２ｂと、前記第１クラッチプレート１２ａの他端部位置に配置された押圧カム１２ｃと、を有して構成されている。なお、前記第１クラッチプレート１２ａは、クラッチドラム４３ａにスプライン嵌合した複数のドライブプレート（モータ側回転部材）と、前記デフケース１５ａにスプライン嵌合した複数のドリブンプレート（従駆動輪側回転部材）と、を交互の配置し、積層することで構成されている。
【００２２】
前記電磁クラッチ１３は、クラッチ係合時にe-4WDコントロールユニット８からの電流がコイルに印加される電磁石１３ａと、該電磁石１３ａの電磁力により引き寄せられるアーマチュア１３ｂと、前記クラッチドラム４３ａと拘束カム１３ｃとの間に介装された第２クラッチプレート１３ｄと、を有して構成されている。
【００２３】
前記湿式多板クラッチ１２の締結は、電磁石１３ａのコイルへの通電により行われる。このコイル通電により、アーマチュア１３ｂが図３の右方向に引き寄せられ、第２クラッチプレート１３ｄが締結する。この第２クラッチプレート１３ｄの締結により拘束カム１３ｃがドライブギア４３と一体回転することで、拘束カム１３ｃと押圧カム１２ｃとの間に回転差が生じ、ボール４４がカム斜面を押すことにより押圧カム１２ｃに押し付け力が発生し、第１クラッチプレート１２ａを締結する。これにより、締結された第１クラッチプレート１２ａを介し、モーター４からのトルクを左右の後輪ドライブシャフトに伝達する。前記湿式多板クラッチ１２の解放は、電磁石１３ａのコイルへの通電遮断により行われる。このコイル通電遮断により、第２クラッチプレート１３ｄが解放されると、皿ばね構造のリターンスプリング４５により押圧カム１２ｃが図２の右方向にストロークし、第１クラッチプレート１２ａの締結を解放する。
【００２４】
前記ギア減速機１４は、前記第１ギア部４１ｂと前記第２ギア４２ａと前記第３ギア部４２ｂと前記ドライブギア４３により構成され、第１ギア部４１ｂと第２ギア４２ａとの第１減速比と、第３ギア部４２ｂとドライブギア４３との第２減速比とを掛け合わせた減速比を得る。
【００２５】
次に、作用を説明する。
【００２６】
［後輪駆動ユニット制御処理］
図４は実施例１のe-4WDコントロールユニット８により実行される後輪駆動ユニット制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（モーター制御手段）。
【００２７】
ステップＳ20では、４ＷＤスイッチ２０がOFF、つまり、湿式多板クラッチ１２を解放した２ＷＤ走行を選択しているか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ30へ移行し、Noの場合は制御フローを終了する。
【００２８】
ステップＳ30では、ステップＳ20での２ＷＤ走行選択時であるとの判断に引き続き、ＡＢＳコントロールユニット２１からの車輪速情報に基づき、前後輪回転速度差△Vfrを演算し、ステップＳ40へ移行する。
ここで、前後輪回転速度差△Vfrは、右前輪速FR、左前輪速FL、右後輪速RR、左後輪速RLとしたとき、
△Vfr＝(FR＋FL)/2−(RR＋RL)/2
の式にて求められる。
【００２９】
ステップＳ40では、ステップＳ30での前後輪回転速度差△Vfrの演算に基づき、前後輪回転速度差△Vfrが所定の回転速度差△Vfrmaxを超えているか否かを判定し、Yesの場合はステップＳ50へ移行し、Noの場合は制御フローを終了する。
ここで、「所定の回転速度差△Vfrmax」は、左右後輪3L,3Rが引き摺りがあっても走行安定性が確保される回転速度差は許容するというように、走行安定性が確保される回転速度差領域の限界値に設定される。
【００３０】
ステップＳ50では、ステップＳ40にて△Vfr>△Vfrmaxとの判定に引き続き、右前輪速FRと左前輪速FLとに基づいて車両進行方向が前進方向（FR≧０、かつ、FL≧０）であるか否かを判定し、Yesの場合はステップＳ60へ移行し、Noの場合はステップＳ70へ移行する。
【００３１】
ステップＳ60では、ステップＳ50での車両進行方向が前進方向であるとの判定に基づき、モーター４を前進方向に制御し、ステップＳ80へ移行する。
ここで、モーター４が直流モーターである場合は、モーター４の界磁巻線へ流す電流の向きを制御することで、モーター４を車両前進方向に制御する。
【００３２】
ステップＳ70では、ステップＳ50での車両進行方向が後退方向であるとの判定に基づき、モーター４を後退方向に制御し、ステップＳ80へ移行する。
ここで、モーター４が直流モーターである場合は、モーター４の界磁巻線へ流す電流の向きを制御することで、モーター４を車両後退方向に制御する。
【００３３】
ステップＳ80では、ステップＳ60またはステップＳ70でのモーター４の回転方向制御に引き続き、4WDスイッチ２０がOFFのときには切断されているジャンクションボックス１０の電力遮断リレーを接続し、ステップＳ90へ移行する。
【００３４】
ステップＳ90では、ステップＳ80での電力遮断リレーの接続に引き続き、発電機界磁巻線ハーネス７２を介して回転子コイル７０へ流す電流量を制御することで、ジェネレーター７の発電電力を制御し、ステップＳ100へ移行する。
【００３５】
ステップＳ100では、ステップＳ90でのジェネレーター７の発電電力制御に引き続き、モーター４を運転し、ステップＳ110へ移行する。
ここで、モーター４の運転状態は、ジェネレーター７からパワーケーブル９ａ，９ｂを介して供給される電力と、e-4WDコントロールユニット８からモーター界磁巻線ハーネスを介して供給される界磁電流と、によって決定される。
【００３６】
ステップＳ110では、ステップＳ100でのモーター４の運転に引き続き、モーター４の運転を行った後のＡＢＳコントロールユニット２１からの車輪速情報に基づき、前後輪回転速度差△Vfr'を演算し、ステップＳ120へ移行する。
ここで、前後輪回転速度差△Vfr'は、右前輪速FR、左前輪速FL、右後輪速RR、左後輪速RLとしたとき、
△Vfr'＝(FR＋FL)/2−(RR＋RL)/2
の式にて求められる。
【００３７】
ステップＳ120では、ステップＳ110での前後輪回転速度差△Vfr'の演算に基づき、前後輪回転速度差△Vfr'が所定の回転速度差△Vfrmaxを超えているか否かを判定し、Yesの場合はステップＳ90へ戻り、ジェネレーター７の発電電力制御とモーター４の運転とが繰り返される。ステップＳ120の判定でNoの場合、つまり、前後輪回転速度差△Vfr'が所定の回転速度差△Vfrmax以下に収束した場合はステップＳ130へ移行する。
【００３８】
ステップＳ130では、ステップＳ120での△Vfr'≦△Vfrmaxとの判定に基づき、発電機界磁巻線ハーネス７２を介して回転子コイル７０へ流す電流量を停止することで、ジェネレーター７の発電電力制御を停止し、ステップＳ140へ移行する。
但し、ジェネレーター７の発電電力制御を停止しても、ジェネレーター７内の永久磁石７１が回転子鉄心７５に生じる磁束により、ジェネレータ７は僅かに発電を行う。
【００３９】
ステップＳ140では、ステップＳ130でのジェネレーター７の発電電力制御停止に引き続き、ジャンクションボックス１０内の電力遮断リレーを切断し、ステップＳ150へ移行する。
【００４０】
ステップＳ150では、ステップＳ140での電力遮断リレーの切断に引き続き、e-4WDコントロールユニット８からモーター界磁巻線ハーネスを介して供給される界磁電流を停止することでモーター４の運転を停止し、エンドへ移行してこの制御フローを終了する。
【００４１】
［低温環境での２ＷＤ走行時における課題］
車両の前後輪の一方をエンジンで駆動し、他方は減速ギア、クラッチを介して電動機で駆動する四輪駆動車が知られている（例えば、特開２００２−２００９３２号公報）。
このような四輪駆動車においては、通常、運転者により操作される4WDスイッチを備え、この4WDスイッチがオンである場合には、クラッチを接続してエンジンと電動機によって四輪を駆動する四輪駆動状態で走行し、4WDスイッチがオフである場合には、電動機を停止すると共にクラッチを解放して、エンジンのみによって前後輪の一方を駆動する二輪駆動状態で走行するように構成されている。
【００４２】
ところが、クラッチが、例えば、湿式多板クラッチ等の内部に潤滑油が充填されたクラッチである場合、クラッチ内部の潤滑油粘度が高くなる低温環境では、クラッチを解放しているにもかかわらず、クラッチプレート間での引き摺りにより、従駆動輪の回転トルクが潤滑油によって電動機へ伝達されるようになる。しかも、氷結した路面のような摩擦抵抗が小さい低μ路においては、従駆動輪の回転トルクが非常に小さく、停止している電動機を加速させることができないため、従駆動輪は減速方向に引き摺られる状態となり、走行安定性を低下させてしまう可能性がある。
【００４３】
このため、クラッチを解放した二輪駆動状態では、従駆動輪の回転トルクが潤滑油によって電動機に伝達しないようにするために、クラッチプレートの枚数やクラッチプレートの大きさ、クラッチの配置位置、潤滑油の粘度等に制約が発生し、コストアップの要因となっていた。
【００４４】
［後輪駆動ユニット制御作用］
これに対し実施例１では、湿式多板クラッチ１２の解放時であって、クラッチ引き摺りトルクが大きいとき、モーター４により回されるドライブプレートの回転方向を、左右後輪3L,3Rにより回されるドリブンプレートの回転方向に対応する方向に回転させるように、モーター４を駆動制御するモーター制御手段を設けることで、湿式多板クラッチ１２の解放時、左右後輪3L,3Rに対し制動方向に作用するクラッチ引き摺りトルクを小さく抑え、良好な低μ路走行性能を確保するようにした。
【００４５】
例えば、寒冷地で4WDスイッチ２０をOFFにしての２ＷＤ前進走行時で、湿式多板クラッチ１２での引き摺りトルクの発生により左右後輪3L,3Rの回転速度が低下し、前後輪回転速度差△Vfrが所定の回転速度差△Vfrmaxを超える場合、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ20→ステップＳ30→ステップＳ40→ステップＳ50→ステップＳ60→ステップＳ80→ステップＳ90→ステップＳ100へと進む。
【００４６】
したがって、ステップＳ80では、4WDスイッチ２０がOFFのときには切断されているジャンクションボックス１０の電力遮断リレーを接続し、ステップＳ90では、ジェネレーター７の発電電力を制御し、ステップＳ100では、ステップＳ60にて決められた回転方向によりモーター４が運転される。そして、ステップＳ110において、モーター４を運転した後の前後輪回転速度差△Vfr'が演算され、ステップＳ120において、演算された前後輪回転速度差△Vfr'が所定の回転速度差△Vfrmax以下となるまで、ジェネレーター７の発電電力制御とモーター４の駆動制御とが継続される。
【００４７】
つまり、湿式多板クラッチ１２のドライブプレートを、左右後輪3L,3Rにより回転されるドリブンプレートの回転方向と同じ方向に回転させることで、湿式多板クラッチ１２のドライブプレートとドリブンプレートとの相対回転数差が小さくなり、潤滑油の粘性を同じであるとすると、湿式多板クラッチ１２の相対回転数差により決まるクラッチ引き摺りトルクが低減させられる。言い換えると、モーター４により加えた駆動方向の回転トルクにより、左右後輪3L,3Rにより湿式多板クラッチ１２を介してモーター４を回そうとする制動方向の引き摺りトルクが打ち消される。
【００４８】
この結果、湿式多板クラッチ１２や潤滑油に課せられる上記制約が緩和され、コストダウンした構成を採用することができると共に、湿式多板クラッチ１２が負荷となって左右後輪3L,3Rが引き摺られる状態が防止されるため、氷結した路面のような摩擦抵抗が小さい低μ路における走行安定性を確保することができる。
【００４９】
次に、効果を説明する。
実施例１の四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５０】
(1) モーター４と、該モーター４と共に回転するモータ側回転部材と従駆動輪と共に回転する従駆動輪側回転部材との締結解放を切り換え可能な湿式多板クラッチ１２と、を有する従駆動輪駆動ユニットを備えた四輪駆動車において、前記湿式多板クラッチ１２の解放時であって、クラッチ引き摺りトルクが大きいとき、前記モータ側回転部材の回転方向を、前記従駆動輪側回転部材の回転方向に対応する方向に回転させるように、前記モーター４を駆動制御するモーター制御手段を設けたため、湿式多板クラッチ１２の解放時、従駆動輪に対し制動方向に作用するクラッチ引き摺りトルクを小さく抑え、良好な低μ路走行性能を確保することができる。
【００５１】
(2) 前記モーター制御手段は、モータ側回転部材の回転数と従駆動輪側回転部材の回転数との回転数差が小さくなるようにモーター４の駆動制御を行うため、モーター制御を開始してから早期に応答良くクラッチ引き摺りトルクを小さく抑えることができる。
【００５２】
(3) 前記モーター制御手段は、湿式多板クラッチ１２の解放状態で、エンジン２によって駆動される左右前輪1L,1Rと、モーター４によって駆動される左右後輪3L,3Rとの前後輪回転速度差△Vfrが、所定の回転速度差△Vfrmax以上となった場合に引き摺りトルクが大きいと判定するため、湿式多板クラッチ１２に引き摺りトルクが発生した場合には左右後輪3L,3Rが回りづらくなるという現象を利用し、油温センサ２７等を用いることのないコスト的に有利な既存システムのままで、クラッチ引き摺りトルクが大きいことを判定することができる。
【００５３】
(4) 前記四輪駆動車は、左右前輪1L,1Rをエンジン２により駆動し、左右後輪3L,3Rをモーター４により駆動し、前記モーター４は、前記エンジン２により駆動されるジェネレーター７にて発電される電気エネルギーによって駆動されるモーター四輪駆動車であるため、２ＷＤ走行時に解放される湿式多板クラッチ１２にて引き摺りトルクが発生した場合にこれを有効に低減し、低温環境下においても湿式多板クラッチ１２の設定目的である左右後輪3L,3Rのフリクション低減を達成することができる。
【実施例２】
【００５４】
実施例２は、実施例１の後輪駆動ユニット制御に対し、モーター４の駆動制御に必要な発電電力を、ジェネレーター７に内蔵される永久磁石７１による発電電力のみで得るようにした例である。なお、構成的には、図１〜図３に示す実施例１の構成と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００５５】
次に、作用を説明すると、図５は実施例２のe-4WDコントロールユニット８により実行される後輪駆動ユニット制御処理の流れを示すフローチャートである（モーター制御手段）。なお、図５のステップＳ210は図４のステップＳ20に、図５のステップＳ220は図４のステップＳ30に、図５のステップＳ230は図４のステップＳ40に、図５のステップＳ240は図４のステップＳ50に、図５のステップＳ250は図４のステップＳ60に、図５のステップＳ260は図４のステップＳ70に、図５のステップＳ270は図４のステップＳ80に、図５のステップＳ280は図４のステップＳ100に、図５のステップＳ290は図４のステップＳ110に、図５のステップＳ300は図４のステップＳ120に、図５のステップＳ310は図４のステップＳ140に、図５のステップＳ320は図４のステップＳ150に、それぞれ対応するので、各ステップについての説明を省略する。すなわち、実施例２では、図４のステップＳ90とステップＳ130に相当するステップが存在せず、実施例１に対し発電電力制御処理が省略されたものとなっている。
【００５６】
［後輪駆動ユニット制御作用］
例えば、寒冷地で4WDスイッチ２０をOFFにしての２ＷＤ前進走行時で、湿式多板クラッチ１２での引き摺りトルクの発生により左右後輪3L,3Rの回転速度が低下し、前後輪回転速度差△Vfrが所定の回転速度差△Vfrmaxを超える場合、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ210→ステップＳ220→ステップＳ230→ステップＳ240→ステップＳ250→ステップＳ270→ステップＳ280へと進む。
【００５７】
したがって、ステップＳ270では、4WDスイッチ２０がOFFのときには切断されているジャンクションボックス１０の電力遮断リレーを接続し、ステップＳ280では、ステップＳ250にて決められた回転方向によりモーター４が運転される。そして、ステップＳ290において、モーター４を運転した後の前後輪回転速度差△Vfr'が演算され、ステップＳ300において、演算された前後輪回転速度差△Vfr'が所定の回転速度差△Vfrmax以下となるまで、ジェネレーター７に内蔵される永久磁石７１による発電電力のみでモーター４の駆動制御が継続される。なお、他の作用は実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００５８】
次に、効果を説明する。
実施例２の四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置にあっては、実施例１の(1),(2),(3),(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５９】
(5) 前記ジェネレーター７は、回転子コイル７０と永久磁石７１とを備え、前記モーター制御手段によりモータ側回転部材を従駆動輪側回転部材の回転に対応する方向に回転させる制御が行われているとき、発電電力を制御する電流を前記回転子コイル７０に対し供給しない制御を行う発電電力制御手段を設けたため、回転子コイル７０に電流を流し所定の発電電力が得られるまで待機する待ち時間が無く、モータ制御手段によるモーター制御応答性を高めることができると共に、ジェネレーター７を回転駆動させるエンジン２のトルクは変化しないため、二輪駆動状態と変わらない燃費により走行することが可能である。
【実施例３】
【００６０】
実施例３は、実施例１の後輪駆動ユニット制御に対し、モーター制御を開始してから所定時間以上継続すると、湿式多板クラッチ１２を締結して四輪駆動走行モードへ移行するようにした例である。なお、構成的には、図１〜図３に示す実施例１の構成と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００６１】
次に、作用を説明すると、図６は実施例３のe-4WDコントロールユニット８により実行される後輪駆動ユニット制御処理の流れを示すフローチャートである（モーター制御手段）。なお、図６のステップＳ410は図４のステップＳ20に、図６のステップＳ420は図４のステップＳ30に、図６のステップＳ430は図４のステップＳ40に、図６のステップＳ440は図４のステップＳ50に、図６のステップＳ450は図４のステップＳ60に、図６のステップＳ460は図４のステップＳ70に、図６のステップＳ470は図４のステップＳ80に、図６のステップＳ480は図４のステップＳ90に、図６のステップＳ490は図４のステップＳ100に、図６のステップＳ500は図４のステップＳ110に、図６のステップＳ510は図４のステップＳ120に、図６のステップＳ520は図４のステップＳ130に、図６のステップＳ530は図４のステップＳ140に、図６のステップＳ540は図４のステップＳ150に、それぞれ対応するので、各ステップについての説明を省略する。
【００６２】
ステップＳ550では、ステップＳ510での△Vfr'>△Vfrmaxとの判定に基づき、モーター４を運転開始してからの経過時間△Tfrが、所定の経過時間△Tfrmaxを超えたか否かが判定され、Yesの場合はステップＳ560へ移行し、Noの場合はステップＳ480へ移行する。
ここで、「所定の経過時間△Tfrmax」は、左右後輪3L,3Rの引き摺りがあっても走行安定性が確保される経過時間までは許容するというように、走行安定性が確保される経過時間の限界値に設定される。
【００６３】
ステップＳ560では、ステップＳ550での△Tfr>△Tfrmaxとの判定に基づき、4WDスイッチ２０がOFFであっても、湿式多板クラッチ１２を締結し、四輪駆動走行モードに移行し四輪駆動走行を可能とした後、エンドへ移行してこの制御フローを終了する（クラッチ制御手段）。
すなわち、実施例３は、実施例１のフローチャートに対し、ステップＳ550とステップＳ560とを追加したものである。
【００６４】
［後輪駆動ユニット制御作用］
例えば、寒冷地で4WDスイッチ２０をOFFにしての２ＷＤ前進走行時で、湿式多板クラッチ１２での引き摺りトルクの発生により左右後輪3L,3Rの回転速度が低下し、前後輪回転速度差△Vfrが所定の回転速度差△Vfrmaxを超える場合、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ410→ステップＳ420→ステップＳ430→ステップＳ440→ステップＳ450→ステップＳ470→ステップＳ480→ステップＳ490へと進む。
【００６５】
したがって、ステップＳ470では、4WDスイッチ２０がOFFのときには切断されているジャンクションボックス１０の電力遮断リレーを接続し、ステップＳ480では、ジェネレーター７の発電電力制御が行われ、ステップＳ490では、ステップＳ450にて決められた回転方向によりモーター４が運転される。
【００６６】
そして、ステップＳ500において、モーター４を運転した後の前後輪回転速度差△Vfr'が演算され、ステップＳ510において、演算された前後輪回転速度差△Vfr'が所定の回転速度差△Vfrmax以下であると判定されると、ステップＳ550へ進み、モーター４を運転開始してからの経過時間△Tfrが、所定の経過時間△Tfrmaxを超えたか否かが判定され、ステップＳ550からステップＳ480へと進み、発電電力制御とモーター制御が繰り返されることで、ステップＳ550において、モーター４を運転開始してからの経過時間△Tfrが、所定の経過時間△Tfrmaxを超えると、ステップＳ550からステップＳ560へ進み、ステップＳ560において、強制的に四輪駆動走行モードに移行する。
【００６７】
すなわち、モーター制御によりモーター４が左右後輪3L,3Rの回転方向に対応する方向（同一方向）に駆動されているにもかかわらず、左右前輪1L,1Rの回転速度と左右後輪3L,3Rの回転速度との差が所定の回転速度差△Vfrmaxを超える状態が継続した場合、例えば、路面の摩擦抵抗が極端に低い凍結路面や走行抵抗が極端に大きい深雪路面等、本来、四輪駆動により走行すべき走行状態であると判断できる。
【００６８】
よって、この場合には、四輪駆動状態を設定するスイッチ位置に関係なく、自動的に四輪駆動状態とすることで車両の発進性能や走行安定性を確保することができる。なお、他の作用は実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００６９】
次に、効果を説明する。
実施例３の四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置にあっては、実施例１の(1),(2),(3),(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００７０】
(6) △Vfr>△Vfrmaxという回転速度差条件の成立によりモーター制御手段によりモーター４の駆動制御を開始した場合、モーター４を運転した後の前後輪回転速度差△Vfr'が所定の回転速度差△Vfrmax以上である状態がモーター制御開始からの経過時間△Tfrが所定の経過時間△Tfrmaxを超えると、解放状態である湿式多板クラッチ１２を締結するクラッチ制御手段を設けたため、例えば、凍結路面や深雪路面等での走行時に、4WDスイッチ２０の位置に関係なく、自動的に四輪駆動状態となり、車両の発進性能や走行安定性を確保することができる。
【実施例４】
【００７１】
実施例４は、実施例１の後輪駆動ユニット制御に対し、モーター制御を開始してから所定時間以上継続すると、四輪駆動走行モードへ移行を運転者に促すようにした例である。なお、構成的には、図１〜図３に示す実施例１の構成と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００７２】
次に、作用を説明すると、図７は実施例４のe-4WDコントロールユニット８により実行される後輪駆動ユニット制御処理の流れを示すフローチャートである（モーター制御手段）。なお、図７のステップＳ610は図４のステップＳ20に、図７のステップＳ620は図４のステップＳ30に、図７のステップＳ630は図４のステップＳ40に、図７のステップＳ640は図４のステップＳ50に、図７のステップＳ650は図４のステップＳ60に、図７のステップＳ660は図４のステップＳ70に、図７のステップＳ670は図４のステップＳ80に、図７のステップＳ680は図４のステップＳ90に、図７のステップＳ690は図４のステップＳ100に、図７のステップＳ700は図４のステップＳ110に、図７のステップＳ710は図４のステップＳ120に、図７のステップＳ720は図４のステップＳ130に、図７のステップＳ730は図４のステップＳ140に、図７のステップＳ740は図４のステップＳ150に、それぞれ対応するので、各ステップについての説明を省略する。
【００７３】
ステップＳ750では、ステップＳ710での△Vfr'>△Vfrmaxとの判定に基づき、モーター４を運転開始してからの経過時間△Tfrが、所定の経過時間△Tfrmaxを超えたか否かが判定され、Yesの場合はステップＳ760へ移行し、Noの場合はステップＳ680へ移行する。
ここで、「所定の経過時間△Tfrmax」は、左右後輪3L,3Rの引き摺りがあっても走行安定性が確保される経過時間までは許容するというように、走行安定性が確保される経過時間の限界値に設定される。
【００７４】
ステップＳ760では、ステップＳ750での△Tfr>△Tfrmaxとの判定に基づき、4WD表示灯２６を点滅させ、4WDスイッチ２０をONとする四輪駆動走行モードの選択を運転者に促し、エンドへ移行してこの制御フローを終了する（報知手段）。
すなわち、実施例４は、実施例１のフローチャートに対し、ステップＳ750とステップＳ760とを追加したものである。
【００７５】
［後輪駆動ユニット制御作用］
例えば、寒冷地で4WDスイッチ２０をOFFにしての２ＷＤ前進走行時で、湿式多板クラッチ１２での引き摺りトルクの発生により左右後輪3L,3Rの回転速度が低下し、前後輪回転速度差△Vfrが所定の回転速度差△Vfrmaxを超える場合、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ610→ステップＳ620→ステップＳ630→ステップＳ640→ステップＳ650→ステップＳ670→ステップＳ680→ステップＳ690へと進む。
【００７６】
したがって、ステップＳ670では、4WDスイッチ２０がOFFのときには切断されているジャンクションボックス１０の電力遮断リレーを接続し、ステップＳ680では、ジェネレーター７の発電電力制御が行われ、ステップＳ690では、ステップＳ650にて決められた回転方向によりモーター４が運転される。
【００７７】
そして、ステップＳ700において、モーター４を運転した後の前後輪回転速度差△Vfr'が演算され、ステップＳ710において、演算された前後輪回転速度差△Vfr'が所定の回転速度差△Vfrmax以下であると判定されると、ステップＳ750へ進み、モーター４を運転開始してからの経過時間△Tfrが、所定の経過時間△Tfrmaxを超えたか否かが判定され、ステップＳ750からステップＳ680へと進み、発電電力制御とモーター制御が繰り返されることで、ステップＳ750において、モーター４を運転開始してからの経過時間△Tfrが、所定の経過時間△Tfrmaxを超えると、ステップＳ750からステップＳ760へ進み、ステップＳ760において、4WD表示灯２６が点滅される。
【００７８】
すなわち、モーター制御によりモーター４が左右後輪3L,3Rの回転方向に対応する方向（同一方向）に駆動されているにもかかわらず、左右前輪1L,1Rの回転速度と左右後輪3L,3Rの回転速度との差が所定の回転速度差△Vfrmaxを超える状態が継続した場合、例えば、路面の摩擦抵抗が極端に低い凍結路面や走行抵抗が極端に大きい深雪路面等、本来、四輪駆動により走行すべき走行状態であると判断できる。
【００７９】
よって、この場合には、運転者に対し湿式多板クラッチ１２の締結を促すことで、路面状態に適した駆動方式である四輪駆動状態を選択することができるようになる。なお、他の作用は実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００８０】
次に、効果を説明する。
実施例４の四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置にあっては、実施例１の(1),(2),(3),(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００８１】
(7) △Vfr>△Vfrmaxという回転速度差条件の成立によりモーター制御手段によりモーター４の駆動制御を開始した場合、モーター４を運転した後の前後輪回転速度差△Vfr'が所定の回転速度差△Vfrmax以上である状態がモーター制御開始からの経過時間△Tfrが所定の経過時間△Tfrmaxを超えると、解放状態である湿式多板クラッチ１２の締結を運転者に促す報知手段を設けたため、例えば、凍結路面や深雪路面等での走行時に、運転者に対し湿式多板クラッチ１２の締結を促すことで、路面状態に適した駆動方式である四輪駆動状態を選択することができる。
【実施例５】
【００８２】
実施例５は、潤滑油温によりクラッチ引き摺りトルクの大きさを判定し、クラッチ引き摺りトルクが大きくなると予測されるとき、クラッチ上で差回転が小さくなるように後輪タイヤとモーターの回転を同期させるようにした例である。なお、構成的には、図１〜図３に示す実施例１の構成と同様であるので、図示並びに説明を省略する。
【００８３】
次に、作用を説明する。
【００８４】
［後輪駆動ユニット制御処理］
図８は実施例５のe-4WDコントロールユニット８により実行される後輪駆動ユニット制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（モーター制御手段）。
【００８５】
ステップＳ810では、４ＷＤスイッチ２０がON、つまり、湿式多板クラッチ１２を締結する４ＷＤ走行を選択しているか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ820へ移行し、Noの場合はステップＳ920へ移行する。
【００８６】
ステップＳ820では、ステップＳ810での４ＷＤ走行選択時であるとの判断に引き続き、４ＷＤ作動条件が成立しているか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ830へ移行し、Noの場合はステップＳ840へ移行する。
ここで、「４ＷＤ作動条件」とは、例えば、実施例１〜５は、燃費性能を考慮して４ＷＤ作動を特定の走行時に限るモーター四輪駆動車に適用している関係上、車速が停止から発進車速域までである発進時条件と、左右前輪1L,1Rに駆動スリップが発生している前輪スリップ時条件と、をいう。
【００８７】
ステップＳ830では、ステップＳ820での４ＷＤ条件成立との判断に基づいて、湿式多板クラッチ１２を締結し、ステップＳ810へ戻る。
【００８８】
ステップＳ840では、油温センサ２７からのセンサ信号によりファイナルドライブケース４０内の潤滑油の油温を測定し、ステップＳ850へ移行する。
【００８９】
ステップＳ850では、ステップＳ840での油温測定に基づき、測定された油温での粘度（油温が低いほど粘度は高くなる）を計算し、ステップＳ860へ移行する。
ここで、潤滑油の粘度は、予め油温−粘度のデータをインプットしておくことで、油温から算出する。
【００９０】
ステップＳ860では、ステップＳ850で計算されたファイナルドライブケース４０内の潤滑油の計算粘度ηcに基づき、計算粘度ηcが基準粘度ηbより高いか否かが判断され、Yesの場合はステップＳ870へ移行し、Noの場合はステップＳ890へ移行する。
ここで、「基準粘度ηb」は、モーター制御を開始するしきい値であり、例えば、湿式多板クラッチ１２にて発生する引き摺りトルクが低μ路走行性能に影響を与える限界油温での潤滑油粘度により決められる。
【００９１】
ステップＳ870では、ステップＳ860でのηc>ηbとの判断に基づき、締結されていた湿式多板クラッチ１２を解放し、ステップＳ880へ移行する。
【００９２】
ステップＳ880では、ステップＳ870での湿式多板クラッチ１２の解放に引き続き、湿式多板クラッチ１２上でドライブプレートとドリブンプレートとの差回転が小さくなるように左右後輪3L,3Rのタイヤとモーター４の回転を同期させ、ステップＳ840へ戻り、ステップＳ860の粘度条件が成立するまでステップＳ840からステップＳ880までの処理を繰り返す。
ここで、「左右後輪3L,3Rのタイヤとモーター４の回転を同期させる」とは、左右後輪3L,3Rのタイヤにより回される湿式多板クラッチ１２のドリブンプレート回転数を計算し、モーター４により回される湿式多板クラッチ１２のドライブプレートの回転数が、ドリブンプレート回転数と同一回転数となるようにモーター４の回転数を制御することをいう。但し、モーター４の回転数には、モーター４の限界回転数に基づき設定された上限回転数を設けておき、上限回転数を超えることなくモーター４の同期回転制御を行う。
【００９３】
ステップＳ860でηc≦ηbと判断された場合、ステップＳ890にて、湿式多板クラッチ１２を解放したか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ910へ移行し、Noの場合はステップＳ900へ移行する。
【００９４】
ステップＳ900では、ステップＳ890でのクラッチ締結であるとの判断に基づき、湿式多板クラッチ１２を解放し、ステップＳ910へ移行する。
【００９５】
ステップＳ910では、ステップＳ890またはステップＳ900でのクラッチ解放確認に基づき、モーター４の回転を停止し、エンドへ移行し、この制御フローを終了する。
【００９６】
ステップＳ920では、ステップＳ810での4WDスイッチ２０のOFF判断に基づき、湿式多板クラッチ１２を解放したか否かを判断し、Yesの場合はステップＳ940へ移行し、Noの場合はステップＳ930へ移行する。
【００９７】
ステップＳ930では、ステップＳ920での直前までの４ＷＤ作動によりクラッチ締結であるとの判断に基づき、湿式多板クラッチ１２を解放し、ステップＳ940へ移行する。
【００９８】
ステップＳ940では、油温センサ２７からのセンサ信号によりファイナルドライブケース４０内の潤滑油の油温を測定し、ステップＳ950へ移行する。
【００９９】
ステップＳ950では、ステップＳ940での油温測定に基づき、測定された油温での粘度（油温が低いほど粘度は高くなる）を計算し、ステップＳ960へ移行する。
【０１００】
ステップＳ960では、ステップＳ950で計算されたファイナルドライブケース４０内の潤滑油の計算粘度ηcに基づき、計算粘度ηcが基準粘度ηbより高いか否かが判断され、Yesの場合はステップＳ970へ移行し、Noの場合はステップＳ910へ移行する。
ここで、「基準粘度ηb」は、モーター制御を開始するしきい値であり、ステップＳ860と同様に、例えば、湿式多板クラッチ１２にて発生する引き摺りトルクが低μ路走行性能に影響を与える限界油温での潤滑油粘度により決められる。
【０１０１】
ステップＳ970では、ステップＳ960でのηc>ηbとの判断に基づき、アクセルONか否かが判断され、Yesの場合はステップＳ980へ移行し、Noの場合はステップＳ940へ戻る。
ここで、「アクセルON」の判断は、車両が駆動走行時かどうかの監視であり、例えば、ブレーキ操作による制動時やアクセル足離しによる減速時には、クラッチ引き摺りトルクが左右後輪3L,3Rの制動トルクをアシストすることになることで、クラッチ引き摺りトルクが左右後輪3L,3Rの負荷となるアクセルON時に限ってモーター制御を行うことを意図している。
【０１０２】
ステップＳ980では、ステップＳ970での湿式多板クラッチ１２の解放に引き続き、湿式多板クラッチ１２上でドライブプレートとドリブンプレートとの差回転が小さくなるように左右後輪3L,3Rのタイヤとモーター４の回転を同期させ、ステップＳ940へ戻り、ステップＳ960の粘度条件が成立するまでステップＳ940からステップＳ980までの処理を繰り返す。
【０１０３】
［後輪駆動ユニット制御作用］
例えば、4WDスイッチ２０をONにした時で、４ＷＤ作動条件が成立している車両状態で走行する場合、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ810→ステップＳ820→ステップＳ830へと進む流れが繰り返され、ステップＳ830での湿式多板クラッチ１２の締結により、高い発進性能や前輪スリップ抑制効果を発揮する４ＷＤ走行が確保される。
【０１０４】
例えば、4WDスイッチ２０をONにしての４ＷＤ走行時に４ＷＤ作動条件が不成立となった場合で、かつ、計算粘度ηcが基準粘度ηb以下である場合には、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ810→ステップＳ820→ステップＳ840→ステップＳ850→ステップＳ860→ステップＳ890→ステップＳ900→ステップＳ910へと進む流れとなり、ステップＳ900において、締結されている湿式多板クラッチ１２が解放され、次のステップＳ910において、モーター４の回転が停止され、４ＷＤ走行モードから２ＷＤ走行モードへと移行する。
【０１０５】
一方、寒冷地発進時等であって、4WDスイッチ２０をONにしての４ＷＤ走行時に４ＷＤ作動条件が不成立となった場合で、かつ、計算粘度ηcが基準粘度ηbを超えている場合には、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ810→ステップＳ820→ステップＳ840→ステップＳ850→ステップＳ860→ステップＳ870→ステップＳ880へと進む流れとなり、ステップＳ870において、締結されている湿式多板クラッチ１２が解放されて４ＷＤ走行モードから２ＷＤ走行モードへと移行し、次のステップＳ880において、湿式多板クラッチ１２上でドライブプレートとドリブンプレートとの差回転が小さくなるように左右後輪3L,3Rのタイヤとモーター４の回転を同期させるモーター制御が開始される。そして、ステップＳ840へ戻り、ステップＳ860の粘度条件が成立（ηc≦ηb）するまでステップＳ840からステップＳ880までの処理が繰り返えされ、ステップＳ860の粘度条件が成立すると、ステップＳ860からステップＳ890→ステップＳ910へと進み、ステップＳ910において、モーター４の回転が停止される。
【０１０６】
この4WDスイッチ２０がONで、４ＷＤ走行モードから２ＷＤ走行モードへと移行してモータ同期回転制御を行う場合の後輪車速、後輪トルク、クラッチ制御、モーター回転数の各特性を示す図９のタイムチャートにより説明する。
時刻T1は湿式多板クラッチ１２の解放タイミングであるが、湿式多板クラッチ１２を解放する前に潤滑油温を測定し、その時の計算粘度ηcが基準粘度ηbを超える場合、時刻T1にて湿式多板クラッチ１２を解放すると同時にモーター４による同期回転制御を開始し、モーター４による同期回転制御を開始後は、「計算粘度ηc≦基準粘度ηb」となる時刻T2まではモーター４の同期回転制御を継続する。
よって、湿式多板クラッチ１２を解放しても直ちに後輪トルクはゼロになるのではなく、クラッチプレート間に介在する潤滑油の粘度と相対回転差に依存するクラッチ引き摺りトルクが残る。しかし、このクラッチ引き摺りトルクは、潤滑油粘度が時間の経過と共に低下するし、モーター４による同期回転制御によりクラッチプレート間の相対回転差を無くす制御が行われることで、図９の後輪トルク特性に示すように、湿式多板クラッチ１２の解放時刻T1から短い時間△T1を経過した時点でゼロにすることができる。なお、モーター４の同期回転制御での最大モーター回転数R2は、モーター４の耐久信頼性を確保するためにモーター４が許容する限界回転数以下の回転数にとどめる。
【０１０７】
例えば、4WDスイッチ２０をOFFにしての走行時で、湿式多板クラッチ１２が締結されている状態からの移行時には、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ810→ステップＳ920→ステップＳ930→ステップＳ940へと進み、ステップＳ930では湿式多板クラッチ１２が解放される。また、4WDスイッチ２０をOFFにしての走行時で、湿式多板クラッチ１２が既に解放されている状態からの移行時には、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ810→ステップＳ920→ステップＳ940へと進む。
【０１０８】
そして、温暖地発進時等であって、計算粘度ηcが基準粘度ηb以下である場合には、ステップＳ940からステップＳ950→ステップＳ960→ステップＳ910へと進む流れとなり、ステップＳ910において、モーター４が回転している場合はモーター４の回転が停止されて制御フローを終了する。
【０１０９】
一方、寒冷地発進時等であって、4WDスイッチ２０をOFFにしてのクラッチ解放による２ＷＤ発進時で、かつ、計算粘度ηcが基準粘度ηbを超えている場合には、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ940からステップＳ950→ステップＳ960→ステップＳ970→ステップＳ980へと進む流れとなり、ステップＳ970において、アクセルONであることが確認されると、次のステップＳ980において、湿式多板クラッチ１２上でドライブプレートとドリブンプレートとの差回転が小さくなるように左右後輪3L,3Rのタイヤとモーター４の回転を同期させるモーター制御が開始される。そして、ステップＳ940へ戻り、ステップＳ960の粘度条件が成立（ηc≦ηb）するまでステップＳ940からステップＳ980までの処理が繰り返えされ、ステップＳ960の粘度条件が成立すると、ステップＳ960からステップＳ910へと進み、ステップＳ910において、モーター４の回転が停止される。
【０１１０】
この4WDスイッチ２０がOFFにしてのクラッチ解放による２ＷＤ走行モードでモータ同期回転制御を行う場合の後輪車速、粘度、モーター回転数の各特性を示す図１０のタイムチャートにより説明する。
時刻T3はモータ同期回転制御の終了タイミングであり、まず、湿式多板クラッチ１２を解放した後の発進前に潤滑油温を測定し、その時の計算粘度ηcが基準粘度ηbを超えている場合にはクラッチプレート間の相対回転差を無くすモーター４の同期回転制御を開始し、モーター４の同期回転制御を継続した後、計算粘度ηcが基準粘度ηbと一致する時刻T3になった時点でモーター４の同期回転制御を終了する。
しかし、モーター４の同期回転制御を終了しても直ちにモーター４の回転数が停止方向に移行するのではなく、クラッチプレート間に介在する潤滑油の粘度と相対回転差に依存するクラッチ引き摺りトルクが僅かに残っている場合には、図１０のモーター回転数特性に示すように、モーター４の同期回転制御の終了時刻T3から短い時間△T3を経過した時点からモーター４の回転数が停止方向に移行する。なお、モーター４の同期回転制御で、引き摺りトルクの影響を含めた最大モーター回転数R4は、モーター４の耐久信頼性を確保するためにモーター４が許容する限界回転数以下の回転数にとどめる。
【０１１１】
次に、効果を説明する。
実施例５の四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置にあっては、実施例１の(1),(4)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
【０１１２】
(8) 前記モーター制御手段は、湿式多板クラッチ１２のドライブプレート回転数とドリブンプレート回転数とが同一回転数になるようにモーター４の駆動制御を行うため、モーター制御を開始してから早期に応答良くクラッチ引き摺りトルクを低減することができるし、かつ、クラッチ引き摺りトルクを０とすることも可能である。
【０１１３】
(9) 前記モーター制御手段は、後輪駆動ユニットRT内に充填された潤滑油の粘度が高い場合に引き摺りトルクが大きいと判定するため、湿式多板クラッチ１２において引き摺りトルクの発生に先行し、予測によりモーター４の制御を開始することができ、未然にクラッチ引き摺りトルクによる影響を防止することができる。
【０１１４】
(10) 前記モーター制御手段は、油温センサ２７からの潤滑油温度に基づいて潤滑油粘度を検出するため、油温センサ２７の設定のみで、精度良く潤滑油粘度を検出することができる。
【０１１５】
以上、本発明の四輪駆動車の従駆動輪駆動ユニット制御装置を実施例１〜実施例５に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【０１１６】
実施例１〜５では、クラッチとして湿式多板クラッチ１２を適用する例を示したが、２ウェイクラッチタイプ（例えば、特開平１０−２２６２４６号公報の図１０や図１４に記載）や単板クラッチタイプ（特開２００３−３３５１４１号公報の図３に記載）等、解放時に相対回転数差を生じるタイプのクラッチであれば効果がある。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明の従駆動輪駆動ユニット制御装置は、左右前輪をエンジンにより駆動する前輪駆動ベースのモーター四輪駆動車への適用例を示したが、左右後輪をエンジンにより駆動する後輪駆動ベースのモーター四輪駆動車へも適用することができる。
さらに、電動モーターとクラッチとを有する従駆動輪駆動ユニットを備えた四輪駆動車であれば、バッテリ電源により駆動する電動モーターを備え、主駆動輪を電動モーターにより駆動するような電気自動車や燃料電池車にも適用することができるし、さらに、バッテリ電源により駆動する電動モーターを備え、主駆動輪をエンジンや電動モーターにより駆動するシリーズあるいはパラレルによるハイブリッド車にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】実施例１の従駆動輪駆動ユニット制御装置が適用されたモーター四輪駆動車を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の従駆動輪駆動ユニット制御装置が適用されたモーター四輪駆動車のジェネレーター構造を示す断面図である。
【図３】実施例１の従駆動輪駆動ユニット制御装置が適用されたモーター四輪駆動車のファイナルドライブを示す断面図である。
【図４】実施例１のe-4WDコントロールユニットにより実行される後輪駆動ユニット制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施例２のe-4WDコントロールユニットにより実行される後輪駆動ユニット制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施例３のe-4WDコントロールユニットにより実行される後輪駆動ユニット制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施例４のe-4WDコントロールユニットにより実行される後輪駆動ユニット制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例５のe-4WDコントロールユニットにより実行される後輪駆動ユニット制御の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施例５の後輪駆動ユニット制御において4WDスイッチON時であってモーター同期回転制御が行われる場合の後輪車速・後輪トルク・クラッチ制御・モーター回転数の各特性を示すタイムチャートである。
【図１０】実施例５の後輪駆動ユニット制御において4WDスイッチOFF時であってモーター同期回転制御が行われる場合の後輪車速・粘度・モーター回転数の各特性を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１１９】
1L,1R  左右前輪（主駆動輪）
２  エンジン
3L,3R  左右後輪（従駆動輪）
４  モーター（電動モーター）
５  変速機&デフギア
６  無端ベルト
７  ジェネレーター（発電機）
８  e-4WDコントロールユニット
９ａ，９ｂ  パワーケーブル
１０  ジャンクションボックス
１１  ファイナルドライブ
１２  湿式多板クラッチ（クラッチ）
１３  電磁クラッチ
１４  ギア減速機
１５  ディファレンシャルギア
２０  4WDスイッチ
２１  ＡＢＳコントロールユニット
２２  自動変速機コントロールユニット
２３  エンジンコントロールユニット
２４  コンビネーションメーター
２５  4WD警告灯
２６  4WD表示灯
２７  油温センサ（油温検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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